Question

7．某同學為了測定三聚氰胺的分子式和結構簡式，設計了如下實驗：

查閱資料，三聚氰胺的相對分子質量為126，三聚氰胺在常溫下成晶體，在加熱條件下能與氧氣發生反應生成二氧化碳、氮氣和水．取12.6g的三聚氰胺晶體如圖裝置進行實驗（假設三聚氰胺完全反應轉化產物）．
（1）抑制A裝置中固體為Na₂O₂，請寫出其中發生反應的化學方程式2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（2）D裝置不能與E裝置互換的理由是濃硫酸吸水，堿石灰吸收二氧化碳，若互換位置，則堿石灰會同時吸收水和二氧化碳，導致實驗失敗；
（3）當B裝置中反應完全發生后，讀取G中的體積的使用操作順序為②③①（填序號）．
①讀數②冷卻至室溫③調平F、G裝置中的液面
（4）測定數據如下：

裝置	D	E
實驗前	101.0g	56.0g
實驗后	106.4g	69.2g

經測定，F中收集的氣體折合標準狀況下的體積為6.72L．
①利用上述實驗數據，計算三聚氰胺的量筒式為CN₂H₂；
②三聚氰胺的分子式為C₃N₆H₆；
③若沒有C裝置中的銅網，對測定結果的影響是測定所得分子式的氮原子數偏大，而碳、氫原子數偏小．

Answer 1

分析 （1）A應為在加熱條件下制備氧氣的裝置，生成的氧氣和與三聚氰胺發生反應；
（2）堿石灰既能吸收水，也能吸收二氧化碳，應分別測定水和二氧化碳的質量；
（3）讀數時，氣體的壓強和外界大氣壓應相等；
（4）①先根據燃燒產物確定三聚氰胺晶體肯定含有C、H、N，可能含有O，然后根據D裝置增重的質量為H₂O，
E裝置增重的質量為CO₂，F中收集的6.72L氣體為N₂，求出C、H、N三種元素的質量，確定是否有O，求出實驗式；
②根據實驗式和相對分子質量，求出分子式；
③熾熱銅網可起到吸收氧氣的作用．從排除裝置內空氣和防止倒吸的角度分析．

解答 解：（1）因A裝置的作用是產生O₂，且為固體+氣體不加熱產生氧氣，反應方程式為2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，
故答案為：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（2）因堿石灰既能吸收H₂O又能吸收CO₂，若要分別測出H₂O和CO₂的質量，則先吸收H₂O，后吸收CO₂，濃硫酸吸水，堿石灰吸收二氧化碳，若互換位置，則堿石灰會同時吸收水和二氧化碳，導致實驗失敗，
故答案為：濃硫酸吸水，堿石灰吸收二氧化碳，若互換位置，則堿石灰會同時吸收水和二氧化碳，導致實驗失敗；
（3）讀數時，應待氣體冷卻至室溫時，且將E、F兩裝置中的液面調平，以滿足氣體的壓強和外界大氣壓應相等，所以正確順序為：②③①，
故答案為：②③①；
（4）①H₂O的質量為5.4g，物質的量為0.3mol，H的物質的量為0.6mol，H的質量為0.6g；CO₂的質量為13.2g，物質的量為0.3mol，C的物質的量為0.3mol，C的質量為3.6g；N₂的體積為6.72L，物質的量為0.3mol，N的物質的量為0.6mol，N的質量為8.4g；C、H、N三種元素的質量和為0.6g+3.6g+8.4g=12.6g，所以三聚氰胺晶體只有C、H、N三種元素，N（C）：N（H）：N（N）=0.3mol：0.6mol：0.6mol=1：2：2，所以實驗式為CN₂H₂，
故答案為：CN₂H₂；
②因三聚氰胺晶體CN₂H₂，分子式為（CN₂H₂）n，而三聚氰胺的相對分子質量為126，即：42n=126，n=3，所以分子式為C₃N₆H₆，
故答案為：C₃N₆H₆；
③熾熱銅網可起到吸收氧氣的作用，若裝置中沒有銅網，則生成的氮氣中含有氧氣，會導致測定所得分子式的氮原子數偏大，而碳、氫原子數偏小，
故答案為：測定所得分子式的氮原子數偏大，而碳、氫原子數偏小．

點評 本題主要考查了有機物分子式和結構簡式的確定，為高頻考點，題目難度中等，側重于學生的分析能力、實驗能力和計算能力的考查，注意把握實驗的原理以及計算方法．